JPH10102230A - 摺動部品の表面処理方法 - Google Patents
摺動部品の表面処理方法Info
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- JPH10102230A JPH10102230A JP27545196A JP27545196A JPH10102230A JP H10102230 A JPH10102230 A JP H10102230A JP 27545196 A JP27545196 A JP 27545196A JP 27545196 A JP27545196 A JP 27545196A JP H10102230 A JPH10102230 A JP H10102230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面処理後の部品の熱歪みが小さく、部品表
面処理層が緻密で表面あらさが小さく相手攻撃性が軽微
であるとともに、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も
小さくてすむ摺動部品の表面処理方法を提供する。 【解決手段】 機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼
入後その摺動面部であるロッド本体３の外周面を研削加
工して成る摺動部品（ピストンロッド１）を、フッ素を
含む反応ガス雰囲気中に保持して表面層にフッ化物膜を
生成した後、該摺動部品に、容積２０〜３０％のＮＨ3
と残量がＮ2 から成るガス雰囲気中において４００〜５
００℃の範囲内の処理温度でガス窒化処理を施して、前
記摺動面部にε炭窒化物から成る窒化物層を形成する。
面処理層が緻密で表面あらさが小さく相手攻撃性が軽微
であるとともに、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も
小さくてすむ摺動部品の表面処理方法を提供する。 【解決手段】 機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼
入後その摺動面部であるロッド本体３の外周面を研削加
工して成る摺動部品（ピストンロッド１）を、フッ素を
含む反応ガス雰囲気中に保持して表面層にフッ化物膜を
生成した後、該摺動部品に、容積２０〜３０％のＮＨ3
と残量がＮ2 から成るガス雰囲気中において４００〜５
００℃の範囲内の処理温度でガス窒化処理を施して、前
記摺動面部にε炭窒化物から成る窒化物層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば自動車
に積載されエンジンにより駆動されるピストン式バキュ
ームポンプのピストンロッドなどの、摺動部材の表面処
理方法に関する。
に積載されエンジンにより駆動されるピストン式バキュ
ームポンプのピストンロッドなどの、摺動部材の表面処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストン式バキュームポンプは、たとえ
ば特開平５−１０６５５６号公報に開示されているよう
に、ケーシング内に設けたシリンダ部にピストンを上下
動自在に嵌装し、ピストンの上下に形成されたポンプ上
室とポンプ下室にそれぞれ吸入弁と吐出弁を設けて、ピ
ストンの往復運動によってポンプ上室およびポンプ下室
に生じた負圧をブレーキブースタ等のアクチュエータあ
るいはリザーバ等に付与するように構成されている。そ
して上記ピストンは、ケーシングに設けた軸受に摺動自
在に支持されたピストンロッドの一端部に固着され、こ
のピストンのロッドの他端部に設けたローラが、エンジ
ンに連動する円板カムによって駆動されて、ピストンが
上下動する。
ば特開平５−１０６５５６号公報に開示されているよう
に、ケーシング内に設けたシリンダ部にピストンを上下
動自在に嵌装し、ピストンの上下に形成されたポンプ上
室とポンプ下室にそれぞれ吸入弁と吐出弁を設けて、ピ
ストンの往復運動によってポンプ上室およびポンプ下室
に生じた負圧をブレーキブースタ等のアクチュエータあ
るいはリザーバ等に付与するように構成されている。そ
して上記ピストンは、ケーシングに設けた軸受に摺動自
在に支持されたピストンロッドの一端部に固着され、こ
のピストンのロッドの他端部に設けたローラが、エンジ
ンに連動する円板カムによって駆動されて、ピストンが
上下動する。
【０００３】ところで上記のピストンロッド（以下ロッ
ドと略称する）は、ブッシュ状の軸受に対して直線状に
往復摺動するため、その耐摩耗性を向上させる必要があ
り、従来は機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼入
後、ガス軟窒化処理を施してその表面硬化をはかってい
る。
ドと略称する）は、ブッシュ状の軸受に対して直線状に
往復摺動するため、その耐摩耗性を向上させる必要があ
り、従来は機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼入
後、ガス軟窒化処理を施してその表面硬化をはかってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の表
面硬化処理においては、ガス軟窒化の処理温度が５３０
〜５８０℃と高温であるため、生成窒化物層はε相（Ｆ
ｅ2 〜3 Ｎ）とγ′相（Ｆｅ4 Ｎ）が混在する粗大な多
孔質層から成り表面粗さも大であるので、ロッドの摺動
する相手部材である軸受に対する相手攻撃性が大きく該
軸受の摩耗が早期に進行するとともに、上記の処理温度
が高温であることにより、ロッドの浸炭硬化層が軟化し
てロッド自身も摩耗しやすく、さらにロッドの熱ひずみ
が大きいので研削加工部分をラップ仕上げなどにより再
加工する必要がありロッドの加工工程が複雑で加工費が
かさむなど、多くの問題点を有するものであった。
面硬化処理においては、ガス軟窒化の処理温度が５３０
〜５８０℃と高温であるため、生成窒化物層はε相（Ｆ
ｅ2 〜3 Ｎ）とγ′相（Ｆｅ4 Ｎ）が混在する粗大な多
孔質層から成り表面粗さも大であるので、ロッドの摺動
する相手部材である軸受に対する相手攻撃性が大きく該
軸受の摩耗が早期に進行するとともに、上記の処理温度
が高温であることにより、ロッドの浸炭硬化層が軟化し
てロッド自身も摩耗しやすく、さらにロッドの熱ひずみ
が大きいので研削加工部分をラップ仕上げなどにより再
加工する必要がありロッドの加工工程が複雑で加工費が
かさむなど、多くの問題点を有するものであった。
【０００５】この発明は上記従来の問題点を解決するも
ので、表面処理後の部品の熱歪みが小さく、部品表面処
理層が緻密で表面粗さが小さく相手攻撃性が軽微である
とともに、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も小さく
てすむ摺動部品の表面処理方法を提供することを目的と
する。
ので、表面処理後の部品の熱歪みが小さく、部品表面処
理層が緻密で表面粗さが小さく相手攻撃性が軽微である
とともに、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も小さく
てすむ摺動部品の表面処理方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の摺動部品の表
面処理方法は、機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼
入後その摺動面部を研削加工して成る摺動部品を、フッ
素を含む反応ガス雰囲気中に保持して表面層にフッ化物
膜を形成した後、該摺動部品に、容積２０〜３０％のＮ
Ｈ3 と残量がＮ2 から成るガス雰囲気中において４００
〜５００℃の範囲内の処理温度でガス窒化処理を施し
て、前記摺動面部にε炭窒化物から成る窒化物層を形成
することを特徴とする。
面処理方法は、機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼
入後その摺動面部を研削加工して成る摺動部品を、フッ
素を含む反応ガス雰囲気中に保持して表面層にフッ化物
膜を形成した後、該摺動部品に、容積２０〜３０％のＮ
Ｈ3 と残量がＮ2 から成るガス雰囲気中において４００
〜５００℃の範囲内の処理温度でガス窒化処理を施し
て、前記摺動面部にε炭窒化物から成る窒化物層を形成
することを特徴とする。
【０００７】この発明において、素材部品を形成する機
械構造用合金鋼としては、ＪＩＳＧ ４１０２に規定さ
れる各種合金鋼鋼材を使用できる。
械構造用合金鋼としては、ＪＩＳＧ ４１０２に規定さ
れる各種合金鋼鋼材を使用できる。
【０００８】またこの発明において、フッ素を含む反応
ガスとしては、たとえばＮＦ3 ，ＢＦ3 ，ＣＦ4 ，ＨＦ
等のフッ素化合物ガスとＮ2 ，Ａｒ等の不活性ガスとの
混合ガスを使用でき、そのフッ素ガス濃度は１０００〜
１０００００ｐｐｍ程度のものでよい。
ガスとしては、たとえばＮＦ3 ，ＢＦ3 ，ＣＦ4 ，ＨＦ
等のフッ素化合物ガスとＮ2 ，Ａｒ等の不活性ガスとの
混合ガスを使用でき、そのフッ素ガス濃度は１０００〜
１０００００ｐｐｍ程度のものでよい。
【０００９】上記のフッ素を含む反応ガス雰囲気中での
保持により、摺動部品の表面のＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 ，Ｃ
ｒ2 Ｏ3 等の酸化皮膜は、ＦｅＦ2 ，ＦｅＦ3 ，ＣｒＦ
3 ，ＣｒＦ4 等のフッ化物膜に置換され、表面に吸着さ
れていたＯ2 も除去され、このフッ化物膜は後工程のガ
ス雰囲気中のＨ2 又は微量の水分によって還元あるいは
破壊され、活性度の高い金属素地が形成されるので、後
工程における５００℃以下のガス窒化によっても、確実
に窒化物層を形成できる。また研削加工時砥粒粉，酸化
物粉等が埋めこまれ、局部的に活性度を減じている研削
面すなわち機械的変質層に対しても、フッ素を含む反応
ガスが上記と同様に作用し、このような非活性点を除去
するので、５００℃以下の低温度領域のガス窒化におい
ても確実に窒化物層を形成できるのである。
保持により、摺動部品の表面のＦｅＯ，Ｆｅ3 Ｏ4 ，Ｃ
ｒ2 Ｏ3 等の酸化皮膜は、ＦｅＦ2 ，ＦｅＦ3 ，ＣｒＦ
3 ，ＣｒＦ4 等のフッ化物膜に置換され、表面に吸着さ
れていたＯ2 も除去され、このフッ化物膜は後工程のガ
ス雰囲気中のＨ2 又は微量の水分によって還元あるいは
破壊され、活性度の高い金属素地が形成されるので、後
工程における５００℃以下のガス窒化によっても、確実
に窒化物層を形成できる。また研削加工時砥粒粉，酸化
物粉等が埋めこまれ、局部的に活性度を減じている研削
面すなわち機械的変質層に対しても、フッ素を含む反応
ガスが上記と同様に作用し、このような非活性点を除去
するので、５００℃以下の低温度領域のガス窒化におい
ても確実に窒化物層を形成できるのである。
【００１０】この発明において、ガス窒化処理のガス雰
囲気中のＮＨ3 の容積を２０〜３０％に限定したのは、
２０％未満では窒化物層が一般に耐摩耗性の上から必要
とされる５μｍよりも薄くなって耐久力が不足し、３０
％を越えるとε炭窒化物の形成が不十分となるからであ
る。
囲気中のＮＨ3 の容積を２０〜３０％に限定したのは、
２０％未満では窒化物層が一般に耐摩耗性の上から必要
とされる５μｍよりも薄くなって耐久力が不足し、３０
％を越えるとε炭窒化物の形成が不十分となるからであ
る。
【００１１】またこの発明において、ガス窒化処理温度
を４００〜５００℃に限定したのは、４００℃未満では
所定の層厚（たとえば５μｍ）の窒化物層を形成するた
めの処理時間がかかり、５００℃を越えるとε炭窒化物
の形成が困難になるからである。
を４００〜５００℃に限定したのは、４００℃未満では
所定の層厚（たとえば５μｍ）の窒化物層を形成するた
めの処理時間がかかり、５００℃を越えるとε炭窒化物
の形成が困難になるからである。
【００１２】上記のガス雰囲気成分および処理温度のも
とでのガス窒化処理により、摺動部品の摺動面部に形成
される窒化物層は、ほぼ単相のε相に炭素を充分固溶し
たε炭窒化物によって構成されることになり、このε炭
窒化物は小孔で緻密なポーラス質状を呈し潤滑油保持能
力が高いうえ、表面粗さが小さいので相手攻撃性が軽微
であり、又処理温度が低いので、摺動部品の熱歪みが小
さく、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も小さくてす
むのである。
とでのガス窒化処理により、摺動部品の摺動面部に形成
される窒化物層は、ほぼ単相のε相に炭素を充分固溶し
たε炭窒化物によって構成されることになり、このε炭
窒化物は小孔で緻密なポーラス質状を呈し潤滑油保持能
力が高いうえ、表面粗さが小さいので相手攻撃性が軽微
であり、又処理温度が低いので、摺動部品の熱歪みが小
さく、部品自身の浸炭硬化層部の硬度低下も小さくてす
むのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面によってこの発明の一具
体例を説明すると、図１はこの発明の方法の処理対象物
となる摺動部品であるピストンロッド１を示し、上端部
におねじ部２を連設したロッド本体３の下端部に円板状
のばね受け部４を連設し、このばね受け部４の下面にロ
ーラ１１取付用の取付金部５を突設して成る。１２はお
ねじ部２へのナット締めによりロッド本体３に取付けら
れるピストンで、図示しないケーシングのシリンダ部内
に組込まれ、１３はロッド本体３部を摺動自在にガイド
するケーシングの軸受で、この軸受内に嵌込まれたブッ
シュ１３ａがロッド本体３の外周面に摺接する。
体例を説明すると、図１はこの発明の方法の処理対象物
となる摺動部品であるピストンロッド１を示し、上端部
におねじ部２を連設したロッド本体３の下端部に円板状
のばね受け部４を連設し、このばね受け部４の下面にロ
ーラ１１取付用の取付金部５を突設して成る。１２はお
ねじ部２へのナット締めによりロッド本体３に取付けら
れるピストンで、図示しないケーシングのシリンダ部内
に組込まれ、１３はロッド本体３部を摺動自在にガイド
するケーシングの軸受で、この軸受内に嵌込まれたブッ
シュ１３ａがロッド本体３の外周面に摺接する。
【００１４】このピストンロッド１は、機械構造用合金
鋼から成り、熱間鍛造後機械加工した素材部品を、浸炭
焼入後、その摺動面部であるロッド本体３の外周面を研
削加工して成る。
鋼から成り、熱間鍛造後機械加工した素材部品を、浸炭
焼入後、その摺動面部であるロッド本体３の外周面を研
削加工して成る。
【００１５】次に図２は、前記ピストンロッド１に対し
て表面処理をおこなう連続式表面処理装置２１を示し、
連続式熱処理炉と同様な構成を有し、フッ化・窒化処理
をおこなう処理室２２に冷却室２３を連設し、ピストン
ロッド１をバスケット内に多数個装入したワークＷを、
処理室２２の入口２２ａ側に設けた入口コンベヤ２４上
から、処理室２２および冷却室２３内を経て、冷却室２
３の出口２３ｂ側に設けた出口コンベヤ２５上に搬送す
るよう、処理室２２および冷却室２３内に搬送用ローラ
２６を並設して成る。２７は入口扉、２８は中間扉、２
９は出口扉で、連続式熱処理炉と同様なエアシリンダ３
０，３１，３２により開閉駆動される。３３は処理室２
２の天井部に設けた処理ガス入口、３４は同じく処理ガ
ス出口、３５は冷却室２３の天井部に設けた冷却ガス入
口、３６は同じく冷却ガス出口である。また図示を省略
してあるが、処理室２２内には電熱ヒータなどのヒータ
を設けてあり、処理室内雰囲気を所定の温度に保持でき
るようになっている。
て表面処理をおこなう連続式表面処理装置２１を示し、
連続式熱処理炉と同様な構成を有し、フッ化・窒化処理
をおこなう処理室２２に冷却室２３を連設し、ピストン
ロッド１をバスケット内に多数個装入したワークＷを、
処理室２２の入口２２ａ側に設けた入口コンベヤ２４上
から、処理室２２および冷却室２３内を経て、冷却室２
３の出口２３ｂ側に設けた出口コンベヤ２５上に搬送す
るよう、処理室２２および冷却室２３内に搬送用ローラ
２６を並設して成る。２７は入口扉、２８は中間扉、２
９は出口扉で、連続式熱処理炉と同様なエアシリンダ３
０，３１，３２により開閉駆動される。３３は処理室２
２の天井部に設けた処理ガス入口、３４は同じく処理ガ
ス出口、３５は冷却室２３の天井部に設けた冷却ガス入
口、３６は同じく冷却ガス出口である。また図示を省略
してあるが、処理室２２内には電熱ヒータなどのヒータ
を設けてあり、処理室内雰囲気を所定の温度に保持でき
るようになっている。
【００１６】上記の連続式表面処理装置２１を用いてピ
ストンロッド１の表面処理をおこなうには、先ずワーク
Ｗを処理室２２内に搬入し、フッ素を含む反応ガスを処
理ガス入口３３から処理室２２内に送入して、この反応
ガス雰囲気中でピストンロッド１を、例えばＮＦ3 を含
む反応ガスの場合１５０〜３５０℃の温度に加熱保持し
て、ピストンロッド１の表面にフッ化物膜を形成させ
る。上記の保持時間は、ピストンロッド１の鋼種、形
状、寸法、加熱温度に応じて適当な時間を選べばよく、
通常は十数分乃至数十分程度でよい。
ストンロッド１の表面処理をおこなうには、先ずワーク
Ｗを処理室２２内に搬入し、フッ素を含む反応ガスを処
理ガス入口３３から処理室２２内に送入して、この反応
ガス雰囲気中でピストンロッド１を、例えばＮＦ3 を含
む反応ガスの場合１５０〜３５０℃の温度に加熱保持し
て、ピストンロッド１の表面にフッ化物膜を形成させ
る。上記の保持時間は、ピストンロッド１の鋼種、形
状、寸法、加熱温度に応じて適当な時間を選べばよく、
通常は十数分乃至数十分程度でよい。
【００１７】上記工程によりピストンロッド１の表面部
にはフッ化物膜が形成されるので、次に容積２０〜３０
％のＮＨ3 と残量がＮ2 ガスから成る窒化ガスを処理ガ
ス入口３３から処理室２２内に送入して、処理室２２内
を４００〜５００℃に維持してガス窒化処理をおこな
う。
にはフッ化物膜が形成されるので、次に容積２０〜３０
％のＮＨ3 と残量がＮ2 ガスから成る窒化ガスを処理ガ
ス入口３３から処理室２２内に送入して、処理室２２内
を４００〜５００℃に維持してガス窒化処理をおこな
う。
【００１８】これによってピストンロッド１の表面部に
は、図３に示すようにε炭窒化物から成る窒化層７が形
成されるので、次にワークＷを冷却室２３内に移送し、
冷却ガス入口３５から冷却室２３内にＮ2 ，Ｈ2 などの
冷却用ガスを送入してピストンロッド１の冷却をおこな
えば、処理は完了する。
は、図３に示すようにε炭窒化物から成る窒化層７が形
成されるので、次にワークＷを冷却室２３内に移送し、
冷却ガス入口３５から冷却室２３内にＮ2 ，Ｈ2 などの
冷却用ガスを送入してピストンロッド１の冷却をおこな
えば、処理は完了する。
【００１９】
【実施例】次に上記連続式表面処理装置２１を用いた実
施例によって、この発明をさらに詳細に説明する。
施例によって、この発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】実施例 機械構造用合金鋼鋼材であるＳＣＭ４１５を素材として
用い、熱間鍛造後図１に示す形状（但しロッド本体３の
直径：１２mm、長さ：４７mm）に切削加工した素材部品
に対して、ガス浸炭法による浸炭処理およびそれに続く
８４０℃からの焼入（但し冷却剤：コールド油）をおこ
ない、ロッド本体３の外周面を研削加工して、該外周面
部の表面粗さがＲz （十点平均粗さ）＝０．４μｍのピ
ストンロッド１を得た。
用い、熱間鍛造後図１に示す形状（但しロッド本体３の
直径：１２mm、長さ：４７mm）に切削加工した素材部品
に対して、ガス浸炭法による浸炭処理およびそれに続く
８４０℃からの焼入（但し冷却剤：コールド油）をおこ
ない、ロッド本体３の外周面を研削加工して、該外周面
部の表面粗さがＲz （十点平均粗さ）＝０．４μｍのピ
ストンロッド１を得た。
【００２１】次に上記のピストンロッド１を処理室２２
内において、濃度１００００ｐｐｍのＮＦ3 ガスを含む
Ｎ2 ガス雰囲気中で、温度３８０°で約１５分間保持し
たのち、処理室２２内において、ＮＨ3 ＝２５容積％、
Ｎ2 ＝７５容積％の混合ガス雰囲気中で、処理温度を４
８０±５℃に維持し、処理時間を４時間から１６時間ま
で４時間ずつ変化させた４種類の処理時間のガス窒化処
理を施し、次いで冷却室２３においてＮ2 ガスによる強
制冷却をおこなって、４種類の表面処理品サンプルを得
た。
内において、濃度１００００ｐｐｍのＮＦ3 ガスを含む
Ｎ2 ガス雰囲気中で、温度３８０°で約１５分間保持し
たのち、処理室２２内において、ＮＨ3 ＝２５容積％、
Ｎ2 ＝７５容積％の混合ガス雰囲気中で、処理温度を４
８０±５℃に維持し、処理時間を４時間から１６時間ま
で４時間ずつ変化させた４種類の処理時間のガス窒化処
理を施し、次いで冷却室２３においてＮ2 ガスによる強
制冷却をおこなって、４種類の表面処理品サンプルを得
た。
【００２２】この各サンプルについて、ロッド本体３の
外周面部の窒化物層７をＸ線回折法により観察したとこ
ろ、窒化物層７はいずれもε炭窒化物から成り、金属顕
微鏡により測定したその層厚は図４に示す通りであっ
た。また上記外周面部の表面粗さについて測定した結果
も、同図に示してある。
外周面部の窒化物層７をＸ線回折法により観察したとこ
ろ、窒化物層７はいずれもε炭窒化物から成り、金属顕
微鏡により測定したその層厚は図４に示す通りであっ
た。また上記外周面部の表面粗さについて測定した結果
も、同図に示してある。
【００２３】図４から判るように各サンプルの窒化層７
の厚さは５μｍ以上あり、表面粗さＲz も最大０．８μ
ｍと小さく、窒化層下側の拡散層部（浸炭硬化層部）の
硬度低下およびロッド本体３の熱歪みも殆どなく、各サ
ンプルをそのままピストン式バキュームポンプの実機
［但しポンプの到達真空度＝１２０Ｔｏｒｒ（−６４０
mmＨｇ：１６ＫＰａ），ピストン径＝７０mm、ピストン
ストローク＝１３mm、ピストンロッド駆動用の円板カム
軸回転数＝２７５０ｒｐｍ、ロッド本体の潤滑＝軸受下
端部への潤滑油吹付けによる油潤滑］に組込んで連続運
転試験をおこなったところ、各サンプルとも、運転時間
＝１５００時間においてもピストンロッド１および軸受
１３部のブッシュ１３ａ（青銅焼結材製でテフロンコー
ティングを施して成る）の摩耗は殆どなく、良好な耐摩
耗特性が得られた。
の厚さは５μｍ以上あり、表面粗さＲz も最大０．８μ
ｍと小さく、窒化層下側の拡散層部（浸炭硬化層部）の
硬度低下およびロッド本体３の熱歪みも殆どなく、各サ
ンプルをそのままピストン式バキュームポンプの実機
［但しポンプの到達真空度＝１２０Ｔｏｒｒ（−６４０
mmＨｇ：１６ＫＰａ），ピストン径＝７０mm、ピストン
ストローク＝１３mm、ピストンロッド駆動用の円板カム
軸回転数＝２７５０ｒｐｍ、ロッド本体の潤滑＝軸受下
端部への潤滑油吹付けによる油潤滑］に組込んで連続運
転試験をおこなったところ、各サンプルとも、運転時間
＝１５００時間においてもピストンロッド１および軸受
１３部のブッシュ１３ａ（青銅焼結材製でテフロンコー
ティングを施して成る）の摩耗は殆どなく、良好な耐摩
耗特性が得られた。
【００２４】比較例 これに対して比較例として、ガス窒化処理のガス雰囲気
中のＮＨ3 の容積を１５％（比較例１）および４０％
（比較例２）とし、その他は前記実施例と同条件で処理
をおこない、またガス窒化処理温度を３５０℃（比較例
３）および６００℃（比較例４）とし、その他は前記実
施例と同条件で処理をおこなったところ、比較例１のも
のでは窒化処理時間を１６時間としても窒化物層の厚さ
は５μｍと薄く、比較例２および比較例４のもの（但し
窒化処理時間：１６時間）の窒化物層はε相とγ′相の
混相となってε炭窒化物層が形成されず、表面粗さもＲ
z ＝１．２μｍと大きく、また比較例３のものでは窒化
物層の厚さを５μｍとするためには４８時間という長時
間の窒化処理を必要とし、いずれも実施例に比べて問題
点が多く実用に供し得ないものであった。
中のＮＨ3 の容積を１５％（比較例１）および４０％
（比較例２）とし、その他は前記実施例と同条件で処理
をおこない、またガス窒化処理温度を３５０℃（比較例
３）および６００℃（比較例４）とし、その他は前記実
施例と同条件で処理をおこなったところ、比較例１のも
のでは窒化処理時間を１６時間としても窒化物層の厚さ
は５μｍと薄く、比較例２および比較例４のもの（但し
窒化処理時間：１６時間）の窒化物層はε相とγ′相の
混相となってε炭窒化物層が形成されず、表面粗さもＲ
z ＝１．２μｍと大きく、また比較例３のものでは窒化
物層の厚さを５μｍとするためには４８時間という長時
間の窒化処理を必要とし、いずれも実施例に比べて問題
点が多く実用に供し得ないものであった。
【００２５】この発明は上記具体例および実施例に限定
されるものではなく、たとえば上記具体例では処理室２
２において摺動部品のフッ化処理（フッ化物膜形成処
理）とガス窒化処理の両方をおこなうようにしたので、
装置が簡潔でしかも処理途中での被処理物の搬送が不要
なので能率的に処理をおこなえるという長所を有するも
のであるが、このフッ化処理とガス窒化処理とは別室で
おこなうようにしてもよいし、さらに各処理を連続式で
はなくバッチ処理式の装置によっておこなうことも可能
である。
されるものではなく、たとえば上記具体例では処理室２
２において摺動部品のフッ化処理（フッ化物膜形成処
理）とガス窒化処理の両方をおこなうようにしたので、
装置が簡潔でしかも処理途中での被処理物の搬送が不要
なので能率的に処理をおこなえるという長所を有するも
のであるが、このフッ化処理とガス窒化処理とは別室で
おこなうようにしてもよいし、さらに各処理を連続式で
はなくバッチ処理式の装置によっておこなうことも可能
である。
【００２６】またこの発明は、たとえばギヤやスプライ
ン付シャフトなど、ピストン式バキュームポンプのピス
トンロッド以外の摺動部品の表面処理にも、適用できる
ものである。
ン付シャフトなど、ピストン式バキュームポンプのピス
トンロッド以外の摺動部品の表面処理にも、適用できる
ものである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
摺動部品の摺動面部にはε炭窒化物から成る窒化物層が
形成され、このε炭窒化物は小孔で緻密なポーラス質状
を呈し表面粗さが小さいので、摺動の相手部品に対する
相手攻撃性が軽微であり、潤滑油保持能力が高いことも
あいまって、相手部品の摩耗が低減化され、長寿命化を
はかることができる。またガス窒化処理時の温度が５０
０℃以下と低いので、摺動部品の熱歪みが小さく、表面
処理後の摺動面部の再加工を必要とせず、また部品自身
の硬度低下も小さくてすみ、摺動部品自身の摩耗も低減
化される。
摺動部品の摺動面部にはε炭窒化物から成る窒化物層が
形成され、このε炭窒化物は小孔で緻密なポーラス質状
を呈し表面粗さが小さいので、摺動の相手部品に対する
相手攻撃性が軽微であり、潤滑油保持能力が高いことも
あいまって、相手部品の摩耗が低減化され、長寿命化を
はかることができる。またガス窒化処理時の温度が５０
０℃以下と低いので、摺動部品の熱歪みが小さく、表面
処理後の摺動面部の再加工を必要とせず、また部品自身
の硬度低下も小さくてすみ、摺動部品自身の摩耗も低減
化される。
【図１】この発明の一具体例を示すピストンロッド（摺
動部品）の正面図である。
動部品）の正面図である。
【図２】この発明の一具体例を示す表面処理装置の略示
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】図１のピストンロッドの表面処理後のロッド本
体部の要部正面（一部縦断面）図である。
体部の要部正面（一部縦断面）図である。
【図４】この発明の実施例における窒化処理時間と窒化
物層の厚さおよび表面粗さの関係を示す線図である。
物層の厚さおよび表面粗さの関係を示す線図である。
１…ピストンロッド、３…ロッド本体、７…窒化物層、
２１…連続式表面処理装置、２２…処理室、３３…処理
ガス入口、３４…処理ガス出口、Ｗ…ワーク。
２１…連続式表面処理装置、２２…処理室、３３…処理
ガス入口、３４…処理ガス出口、Ｗ…ワーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 隆浩 兵庫県尼崎市中浜町１番８ 大同ほくさん 株式会社尼崎工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 機械構造用合金鋼製の素材部品を浸炭焼
入後その摺動面部を研削加工して成る摺動部品を、フッ
素を含む反応ガス雰囲気中に保持して表面層にフッ化物
膜を形成した後、該摺動部品に、容積２０〜３０％のＮ
Ｈ3 と残量がＮ2 から成るガス雰囲気中において４００
〜５００℃の範囲内の処理温度でガス窒化処理を施し
て、前記摺動面部にε炭窒化物から成る窒化物層を形成
することを特徴とする摺動部品の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27545196A JP3593221B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 摺動部品の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27545196A JP3593221B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 摺動部品の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10102230A true JPH10102230A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3593221B2 JP3593221B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=17555717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27545196A Expired - Fee Related JP3593221B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 摺動部品の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3593221B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468366B1 (en) * | 1999-05-11 | 2002-10-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Surface nitriding member |
| DE102004025865A1 (de) * | 2004-05-27 | 2005-12-22 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung einer Kolbenstange für einen Schwingungsdämpfer |
| CN104209714A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-17 | 安庆市天润工程机械有限责任公司 | 一种转向油缸活塞杆的加工工艺 |
| CN110240482A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-17 | 浙江永灵液压机械有限公司 | 一种叶片泵定子内表面热处理工艺 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP27545196A patent/JP3593221B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468366B1 (en) * | 1999-05-11 | 2002-10-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Surface nitriding member |
| DE102004025865A1 (de) * | 2004-05-27 | 2005-12-22 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung einer Kolbenstange für einen Schwingungsdämpfer |
| CN104209714A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-17 | 安庆市天润工程机械有限责任公司 | 一种转向油缸活塞杆的加工工艺 |
| CN110240482A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-17 | 浙江永灵液压机械有限公司 | 一种叶片泵定子内表面热处理工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3593221B2 (ja) | 2004-11-24 |
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